Nuevo material para recomponer rostros desfigurados

Se ha conseguido desarrollar un nuevo material líquido que, a juzgar por los resultados de los primeros experimentos en ratas y humanos, promete poder restaurar de modo relativamente seguro y duradero zonas del rostro humano que presenten tejidos blandos destrozados o ausentes.

El material, desarrollado por ingenieros biomédicos de la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos, es un compuesto de moléculas biológicas y sintéticas. El material se inyecta bajo la piel y luego se "fija" usando luz para que forme una estructura más sólida, de modo similar a como se emplea el frío para formar gelatina en un molde. Los creadores de este material creen que el producto podrá algún día ser usado para reconstruir rostros desfigurados de personas. Sin embargo, advierten que el material, aunque es prometedor, aún no está listo para un uso clínico generalizado.

Los materiales biológicos implantados pueden imitar la textura de los tejidos blandos, pero por regla general tienen una vida corta en el cuerpo. Por su parte, los materiales sintéticos tienden a ser más duraderos, pero el sistema inmunitario los puede rechazar, y por lo general no se combinan bien con el tejido natural circundante.

El material compuesto, desarrollado por el equipo de Jennifer Elisseeff, profesora de oftalmología de la Universidad Johns Hopkins, tiene lo mejor de ambos mundos: la mejor compatibilidad con el cuerpo, propia de los componentes biológicos, y la mayor durabilidad, que es típica de los componentes sintéticos.

Los investigadores crearon el singular material a partir de ácido hialurónico, un componente natural de la piel en las personas sanas y jóvenes, que confiere elasticidad al cutis, y polietileno glicol, una sustancia sintética utilizada con éxito como pegamento quirúrgico en operaciones y del que no se tiene constancia de que cause reacciones inmunitarias severas.

En particular, el equipo tiene grandes esperanzas en el uso del compuesto en personas con rostros desfigurados, quienes, además de los graves problemas físicos que afrontan, sufren un trauma psicológico y una inevitable presión social.

Inyección del compuesto. (Foto: JHU)

Cuando los cirujanos plásticos reconstruyen tejidos blandos, se enfrentan a un reto más difícil que el de un escultor, ya que el material con el que el cirujano trabaja no permanece estable como la piedra sino que experimenta cambios constantes. Por eso, recrear la forma natural de unas facciones a menudo requiere de múltiples cirugías y pueden quedar cicatrices. Muchos de los rellenos cutáneos disponibles en el mercado que consisten de materiales similares al ácido hialurónico sólo son efectivos temporalmente, y tienen una capacidad limitada para recomponer áreas grandes de la cara.

El equipo de Elisseeff espera desarrollar un producto más eficaz para las personas que necesiten una reconstrucción facial extensa.

El riñón es la principal fuente de una hormona que retrasa el envejecimiento

Los pacientes que están en diálisis por padecer insuficiencia renal crónica sufren un envejecimiento acelerado con signos externos que lo evidencian. Una investigación destinada a descubrir por qué se produce este fenómeno, ha llevado a cuatro Grupos de Investigación de la Red de Investigación Renal (REDinREN) perteneciente al Instituto de Salud Carlos III del Ministerio de Ciencia e Innovación, a descubrir cómo el riñón es la principal fuente de una hormona que retrasa el envejecimiento. El hallazgo ha sido publicado en el último número on-line de la revista científica JASN (Journal of American Society of Neprology), la revista más prestigiosa del mundo en medicina del riñón.  

Klotho es el nombre de una diosa, la menor de las tres hijas de Zeus y que con su rueca hilaba las hebras de la vida. Pero además es el nombre de una hormona. El trabajo de los investigadores de la REDinREN ha confirmado que el riñón es la principal fuente de Klotho en el organismo y que las células renales secretan Klotho al medio que las rodea, de forma que a través de la circulación, Klotho llega a los diversos órganos de nuestro cuerpo, donde ejerce su función antienvejecimiento.  

Codirigidos por el Dr Alberto Ortiz (IIS-FJD) y la Dra  Ana B Sanz (IdiPaz), estos investigadores han descubierto además cómo las inflamaciones aceleran el envejecimiento. La inflamación disminuye la producción de la hormona Klotho en el riñón, pudiendo reducirse hasta en un 90%. Estos equipos de científicos junto con Grupos de Investigación de los hospitales de Córdoba y Asturias, estudiaron el comportamiento de Klotho en ratones con fracaso renal agudo. El descenso de la producción de esta hormona Klotho se observó en las primeras horas del

Dr Alberto Ortiz. (Foto: Medysalud Comunicación) 

fracaso renal. Pero lo más sorprendente, es que la escasez de Klotho persistió más de una semana, cuando el riñón incluso ya había recuperado su función normal. Esto explicaría por qué el fracaso renal se asocia con un aumento de mortalidad que persiste incluso después de la recuperación de función del riñón.  

Semejante hallazgo permitirá diseñar nuevos tratamientos que retrasen el envejecimiento de pacientes con enfermedad renal y eventualmente, de la población general.  

Los investigadores de la REDinREN han identificado además las sustancias inflamatorias concretas que más contribuyen a este descenso de Klotho. Así, las citoquinas TWEAK y TNF redujeron la producción de Klotho en células cultivadas de riñón un 80% y un 60%, respectivamente. Es más, la inyección de TWEAK en el ratón disminuyó la producción renal de Klotho a la mitad. 

TWEAK y TNF son por tanto responsables de la mayor parte de la reducción de la hormona anti-envejecimiento Klotho en situaciones de inflamación. Esta información abre las puertas a varias formas del tratamiento del envejecimiento acelerado asociado a la inflamación. 

Tanto los tratamientos anti-TNF actualmente disponibles, como los tratamientos anti-TWEAK que están en fase de ensayo clínico, podrían tener un efecto anti-envejecimiento que deberá ser investigado con más detalle. (Fuente: Medysalud Comunicación)

Vendaje especial para reducir las cicatrices quirúrgicas

Se ha conseguido fabricar un vendaje especial que es capaz de reducir significativamente el tejido cicatricial causado por incisiones quirúrgicas. Los resultados de las pruebas con animales y de un ensayo clínico preliminar del vendaje son muy alentadores.

Después de que se retiran las suturas, la piel circundante tira en direcciones diferentes de los bordes de la incisión quirúrgica, haciendo que el tejido cicatricial se haga más grueso y se propague. El novedoso vendaje podría describirse, esencialmente, como un dispositivo para eliminar la tirantez de la piel en tales circunstancias, lo que contribuye a reducir una cantidad considerable de tejido cicatricial.

El logro es el fruto de los esfuerzos del equipo de los doctores Michael Longaker y Geoffrey Gurtner, y de Reinhold Dauskardt, profesor de ciencia e ingeniería de los materiales, todos ellos de la Universidad de Stanford.

El tejido cicatricial, que es menos flexible que la piel normal, puede causar problemas funcionales, como por ejemplo limitar el movimiento. En una cicatriz, no crece pelo, y el tejido cicatricial no tiene glándulas sudoríparas. Además, por supuesto, las cicatrices no presentan el mismo aspecto que la piel normal: A menudo están por encima del nivel normal de la piel y tienen un tono rosáceo. Muchas personas las consideran feas. Sin embargo, son un efecto secundario inevitable de la cirugía.

Cada año, en los quirófanos del mundo se crean millones de incisiones quirúrgicas. Sólo en los Estados Unidos ascienden a más de 50 millones.

Reinhold Dauskardt, Geoffrey Gurtner, Michael Longaker y Victor Wong. (Foto: U. Stanford)

Entretanto, cientos de millones de personas ya tienen cicatrices que preferirían eliminar. Las técnicas actuales para eliminar cicatrices, incluyendo cirugía especial, las inyecciones de esteroides y la terapia con láser, suelen ser costosas, dolorosas o simplemente no muy eficaces

Estructura artificial de tejido que promueve el crecimiento de la piel en áreas gravemente dañadas

Las víctimas de quemaduras de tercer grado y otras heridas graves tienen que enfrentarse a situaciones como el dolor, la desfiguración, la cirugía invasiva y un largo tiempo de espera para que la piel vuelva a crecer.

Unos injertos de tejido que promueven el crecimiento vascular, diseñados y perfeccionados por un equipo de científicos de la Universidad de Cornell, podrían acelerar el proceso de curación al estimular a la piel sana para que se extienda a la zona dañada y reducir así la necesidad de intervenciones quirúrgicas.

Estos injertos especiales, conocidos como plantillas cutáneas, fueron diseñados en el laboratorio de Abraham Stroock, profesor de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Cornell, en colaboración con el Dr. Jason A. Spector, profesor de cirugía en la Escuela Médica Weill Cornell, y un equipo interdisciplinario de científicos.

Los biomateriales desarrollados por estos investigadores se componen de andamios de tejidos, aún en fase experimental, que son del tamaño de una moneda pequeña y tienen la consistencia del tofu. Están hechos de colágeno tipo 1, un biomaterial bien regulado, que se utiliza a menudo en cirugía y en otras aplicaciones biomédicas. Las plantillas fueron fabricadas de tal modo que contienen redes de microcanales que promueven y dirigen el crecimiento de tejido sano en los sitios dañados.

Los injertos estimulan el crecimiento de un sistema vascular (la red de vasos sanguíneos que transportan la sangre y otras sustancias por el cuerpo) en la zona de la herida, al proporcionar una plantilla para el crecimiento tanto del tejido base (la dermis, la capa más interna de la piel), como de los vasos sanguíneos.

(Foto: Ying Zheng)

El colágeno tipo 1 es biocompatible y no contiene de por sí células vivas, lo que reduce el riesgo de una reacción hostil del sistema inmunitario y el posible rechazo a la plantilla.

Un hallazgo clave del estudio es que el proceso de curación responde muy bien a la geometría de los microcanales en el colágeno. El tejido sano y los vasos sanguíneos pueden ser guiados con eficacia en su crecimiento, haciendo que éste se desarrolle en la herida de una manera organizada y rápida.

¿Por qué las mujeres sufren más migrañas?

(Foto: Migraine Chick)

Un equipo internacional de científicos ha identificado tres genes asociados con la migraña, un trastorno neurológico que afecta a cerca del 20% de las personas y es más común entre la población femenina. El hallazgo explica la relación más fuerte en las mujeres.

“Hemos avanzado en la comprensión biológica de la migraña al identificar tres genes relacionados con esta dolencia en la población general”, explica a SINC Markus Schuerks, autor principal del estudio e investigador del departamento de Neurología del Hospital Universitario Essen (Alemania).

El trabajo, publicado en Nature Genetics, revela que de las tres regiones genómicas asociadas con el trastorno, dos son específicas a éste, en comparación con dolores de cabeza de menor intensidad que no llegan a ser migrañas.

Los expertos analizaron las dolencias de 23.230 mujeres, procedentes del Estudio Sanitario del Genoma de la Mujer realizado en EE UU. De ellas, 5.122 padecían migrañas. En los estudios de replicación, esta vez en ambos sexos, los científicos descubrieron que una de estas regiones mostraba una asociación más fuerte en las mujeres.

Los resultados muestran cómo uno de los genes identificados (TRPM8), que se expresa en neuronas y codifica un sensor para el dolor, se expresa solo en las mujeres. Por su parte, el segundo gen (LRP1) está involucrado en la detección del ambiente extracelular y las vías neurotransmisoras.

La migraña es un trastorno neurológico común, heterogéneo y hereditario, que afecta a cerca del 20% de la población y es más frecuente entre las mujeres. Sin embargo, su fisiopatología no está del todo definida y las influencias genéticas que la provocan son un misterio para la comunidad científica. (Fuente: SINC)

Resonancia magnética nuclear sin imanes

Resonancia magnética nuclear sin imanes

Artículo publicado por Paul Preuss el 17 de mayo de 2011 en la web del Laboratorio Berkeley

Científicos de materiales y físicos del Laboratorio Berkeley contribuyen a un notable avance en la RMN.

La resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica científica asociada con enormes imanes superconductores a temperatura muy baja, es una de las herramientas principales en el arsenal químico, usado para estudiar todo, desde alcoholes a proteínas pasando las fronteras de la computación cuántica. En los hospitales la máquina prima de la RMN, la imagen por resonancia magnética (IRM), es tan ruidosa como grande, pero no obstante es uno de los pilares de diagnóstico para una gran variedad de condiciones médicas.

Suena a magia, pero ahora, dos grupos de científicos del Laboratorio Berkeley y la UC Berkeley, uno experto en químico y el otro en física atómica, trabajando juntos como un equipo multidisciplinar, han demostrado que los análisis químicos con RMN son prácticos sin usar imanes.

Dmitry Budker de la División de Ciencia Nuclear del Laboratorio Berkeley, profesor de física en la UC Berkeley, es experimentador de proteínas que lidera un grupo con intereses muy dispares que varían desde pruebas sobre teoremas fundamentales de la mecánica cuántica, biomagnetismo en plantas, y violaciones básicas de las relaciones de simetría en los núcleos atómicos. Alex Pines, de la División de Ciencias de los Materiales del Laboratorio y del Departamento de Química de la UCB, es al amo de la RMN y la IRM. Lidera el trabajo de un talentoso y cambiando grupo de postdocs  y estudiantes graduados conocidos como los “Pinenuts” – no sólo haciendo investigación básica sobre la RMN sino incrementando sus aplicaciones prácticas. Juntos, los grupos han extendido el alcance de la RMN eliminando el uso de campos magnéticos en distintas etapas de las medidas de RMN, y finalmente han logrado librarse por completo de los campos magnéticos externos.

Girando la información

La RMN y la IRM dependen del hecho de que muchos núcleos atómicos poseen espín (no la rotación clásica, sino un número cuántico) y – como Tierras en miniatura con polos magnéticos norte y sur – tienen sus propios campos magnéticos dipolares. En la RMN convencional estos núcleos se alinean gracias a un potente campo magnético externo, y luego se les saca de su eje con un estallido de ondas de radio. La tasa a la que cada tipo de núcleo “bambolea” (precesiona) es único e identifica al elemento; por ejemplo un núcleo de hidrógeno-1, un protón aislado, precesiona cuatro veces más rápido que un núcleo de carbono-13 que tiene seis protones y siete neutrones.

Ser capaz de detectar estas señales depende, antes de nada, de ser capaz de detectar el espín neto; si la muestra tuviese igual número de núcleos con espín “up” que “down”, tendría polarización cero, y las señales se cancelarían. Pero dado que la orientación “up” del espín requiere menos energía, normalmente una población de núcleos atómicos normalmente tiene un ligero exceso de espín “up”, apenas unos pocos entre un millón.

“La creencia convencional mantiene que tratar de hacer una RMN en un campo magnético débil o cero es una mala idea”, dice Budker, “debido a que la polarización es minúscula y la capacidad de detectar señales es proporcional a la fuerza del campo aplicado”.

Las líneas de un espectro típico de RMN revelan más cosas que simplemente elementos distintos. Los electrones cerca del núcleo en precesión alteran sus frecuencias de precesión y provocan un “desplazamiento químico” – moviendo la señal o dividiéndola en líneas distintas en el espectro RMN. Éste es el principal objetivo de la RMN convencional, debido a que los desplazamientos químicos apuntan a especies químicas particulares; por ejemplo, incluso cuando dos hidrocarburos contienen el mismo número de átomos de hidrógeno, carbono y otros átomos, sus señales difieren notablemente de acuerdo a cómo se ordenan los átomos. Pero sin un potente campo magnético, los desplazamientos químicos son insignificantes.

“El campo bajo o cero en RMN empieza con tres golpes en contra: pequeña polarización, baja eficiencia en la detección, y ninguna señal de desplazamiento químico”, dice Budker.

“Entonces, ¿por qué hacerla?”, se pregunta Micah Ledbetter del grupo de Budker. En una pregunta retórica. “Lo principal es librarse de los grandes y caros imanes necesarios para la RMN convencional. Si puedes lograrlo, puedes hacer una RMN portátil y reducir los costes, incluyendo los costes de operación. La esperanza es ser capaces de hacer análisis químicos en el campo – bajo el agua, agujeros excavados, en globos – y tal vez incluso diagnósticos médicos, lejos de los centros médicos bien equipados.

“Cuando esto suceda”, dice Budker, “ya hay métodos para superar la baja polarización y eficiencia en la detección, las primeras dos objeciones a la RMN de campo bajo o cero. Uniendo estos dos métodos, podemos abordar la tercera objeción – no desplazamiento químico – también. La RMN de campo cero puede que no sea una idea tan mala después de todo”.

La orientación neta del espín puede incrementarse de varias formas, conocidas colectivamente como hiperpolarización. Una forma de hiperpolarizar una muestra de gas de hidrógeno es cambiar las proporciones de parahidrógeno y ortohidrógeno dentro del mismo. Como en la mayoría de gases, a temperatura y presión normales, cada molécula de hidrógeno consiste en dos átomos unidos entre sí. Si el espín de los núcleos de protones apunta en el mismo sentido, es ortohidrógeno. Si el espín apunta en sentidos contrarios, es parahidrógeno.

Usando las matemáticas de la mecánica cuántica, sumando los estados de espín de los dos protones y dos electrones en una molécula de hidrógeno se iguala las tres formas que tiene el ortohidrógeno de alcanzar el espín uno; sin embargo, el parahidrógeno sólo puede tener espín cero. Por tanto, las moléculas de ortohidrógeno normalmente cuentan con tres cuartas partes del gas de hidrógeno y el parahidrógeno sólo un cuarto.

El parahidrógeno puede aumentarse a un 50 por ciento o incluso al 100 por ciento usando temperaturas muy bajas, aunque debe añadirse el catalizador adecuado o la conversión podría necesitar días o semanas. Entonces, la reacción química de las moléculas de parahidrógeno con espín cero con un compuesto químico inicial, la polarización neta del producto de la hidrogenación puede terminar altamente polarizado. Esta hiperpolarización puede extenderse no sólo a partes de la molécula que reaccionan directamente con el hidrógeno, sino incluso a los lugares más recónditos de las grandes moléculas. Los Pinenuts, que idearon muchas de las técnicas, son los maestros de la producción de parahidrógeno y su química de hiperpolarización.

“Con una alta proporción de parahidrógeno, logras un enorme grado de polarización”, dice Ledbetter. “El problema está en que es espín cero. No tiene un momento magnético, ¡por lo que no te da una señal! Pero no está todo perdido…”

Y ahora, algo de magia

En campos magnéticos pequeños, el incremento de la eficiencia en la detección requiere una aproximación muy distinta, usando detectores llamadas magnetómetros. En los primeros experimentos de campo pequeño, se usaron magnetómetros conocidos como SQUID (dispositivos superconductores de interferencia cuántica). Aunque exquisitamente sensibles, los SQUID, como los grandes imanes usados en la RMN de campos grandes, deben enfriarse criogénicamente a temperaturas muy bajas.

Los magnetómetros óptico-atómicos están basados en un principio distinto – uno que, curiosamente, es similar a una RMN invertida, excepto que los magnetómetros óptico-atómicos miden todo el átomo no sólo el núcleo. Aquí, se mide un campo magnético externo midiendo el espín de los átomos dentro de la propia célula de vapor del magnetómetro, normalmente un tenue gas de un metal alcalino como el potasio o rubidio. Su espín se ve influido por la polarización de los átomos con luz láser; si hubiese incluso un débil campo externo, empezarían a precesionar. Un segundo haz láser estudia cuánto precesionan y de esta forma calcula cómo de potente es el campo externo.

El grupo de Budker ha llevado a la magnetometría óptico-atómica a un nuevo nivel mediante técnicas como extender el “tiempo de relajación”, el tiempo antes del que el vapor polarizado pierda su polarización. En colaboraciones anteriores, los grupos de Pines y Budker han usado magnetómetros con RMN e IMR para fotografiar el flujo de agua usando sólo el campo magnético de la Tierra, o ningún campo en absoluto, para detectar gas xenón hiperpolarizado (pero sin analizar estados químicos), y otras aplicaciones. La siguiente frontera es el análisis químico.

“No importa cómo de sensible sea tu detector o cómo de polarizadas estén tus muestras, no puedes detectar desplazamiento químicos en un campo cero”, dice Budker. “Pero siempre hay otra señal en una RMN que puede usarse para los análisis químicos –  sólo que normalmente es demasiado débil en comparación con los desplazamientos químicos, y por esto ha sido el hermano pobre en la familia de la RMN. Es el conocido como acoplamiento-J”.

Descubierto en 1950 por el pionero en la RMN Erwin Hahn y su estudiante graduado, Donald Maxwell, el acoplamiento J proporciona una ruta de interacción entre dos protones (u otros núcleos con espín), el cual está mediado por sus electrones asociados. Las frecuencias que son firma de estas interacciones, que aparecen en el espectro RMN, pueden usarse para determinar el ángulo de los enlaces químicos y las distancias entre los núcleos.

“Incluso puedes decir cuántos enlaces separan los dos espines”, dice Ledbetter. “El acoplamiento-J revela toda esa información”.

La señal resultante es altamente específica e indica qué especies químicas se están observando. Además, como Hahn observó inmediatamente, aunque la señal puede modificarse mediante campos magnéticos externos, no se desvanece en su ausencia.

Con Ledbetter a la cabeza, la colaboración Budker/Pines construyó un magnetómetro específicamente diseñado para detectar el acoplamiento-J en un campo magnético cero. Thomas Theis, estudiante graduado del grupo de Pines, suministró el parahidrógeno y la experiencia química para aprovechar la polarización inducida por el parahidrógeno. Empezando con estireno, un hidrocarburo simple, midieron el acoplamiento-J en una serie de derivados de hidrocarburos incluyendo el hexano y hexeno, fenilpropano y dimetil maleato, importantes constituyentes de plásticos, derivados del petróleo e incluso perfumes.

“El primer paso es introducir el parahidrógeno”, dice Budker. “La parte alta de la configuración es un tubo de ensayo que contiene la solución de muestra, con un tubo hasta el fondo a través del cual pasa el parahidrógeno”. En el caso de estireno, el parahidrógeno se usó para producir etilbenceno, una ordenación específica de ocho átomos de carbono y 10 átomos de hidrógeno.

Inmediatamente bajo el tubo de ensayo se sitúa la célula de vapor alcalina del magnetómetro, un dispositivo menor que una uña de la maño, microfabricado por Svenja Knappe y John Kitching del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). La célula de vapor, que se sitúa en la parte alta del calentador, contiene gas de rubidio y nitrógeno a través del cual lanzan haces láser de sondeo que se cruzan en ángulos rectos. El mecanismo está rodeado por cilindros de “metal mu”, una aleación de níquel-hierro que actúa como escudo contra los campos magnéticos externos, incluyendo el de la Tierra.

Las medidas de Ledbetter produjeron señales en el espectro que identificaron inequívocamente las especies químicas y exactamente dónde habían sido llevados los protones polarizados. Cuando el estireno se hidrogena para formar etilbenceno, por ejemplo, dos átomos de una molécula de parahidrógeno se ligan a distintos átomos de carbono-13 (un isótopo escaso pero natural cuyo núcleo tiene espín, al contrario que el más abundante carbono-12).

Las señales de acoplamiento-J son completamente distintas para moléculas que en otros aspectos sin idénticas en las que los átomos de carbono-13 residen en distintas posiciones. Todo esto se ve directamente en los resultados. “Cuando Micah entra en el laboratorio, el acoplamiento-J es el rey”, dice Budker.

De los actuales magnetómetros del tamaño de una pelota de fútbol, Ledbetter comenta que, “Estamos trabajando en una versión mucho menor del magnetómetro que será más fácil de transportar al campo”.

Aunque los experimentos hasta la fecha se han realizado sobre moléculas que son fácilmente hidrogenadas, las hiperpolarización con parahidrógeno puede también extenderse a otros tipos de moléculas. Budker comenta que: “Apenas estamos al inicio del desarrollo de una RMN de campo cero, y aún es demasiado pronto para decir lo bien que podrá competir con las RMN de campo grande. Pero ya hemos demostrado que podemos lograr espectros claros y muy específicos, con un dispositivo que tiene el potencial de realizar análisis químicos portátiles a bajo coste”.

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Autor: Paul Preuss
Fecha Original: 17 de mayo de 2011
Enlace Original

Simulando la circulación de la sangre en una supercomputadora

En el interior de una arteria cualquiera del cuerpo humano, reina una agitación constante: los glóbulos discurren de modo abrupto entre cientos de ellos, chocando contra otras células y contra las paredes a medida que avanzan. La gran cantidad de variables implicadas en este desplazamiento, y la inmensidad del sistema circulatorio humano, han evitado que los científicos documenten en profundidad la agitación que se da en los vasos sanguíneos.

Este bullicio es tema de estudio en el campo de la ciencia que se conoce como biofísica, ya que como mejor se describen las fuerzas que gobiernan los movimientos de los glóbulos rojos de la sangre a esta escala es mediante las leyes de la física.

De hecho, es posible mapear la circulación sanguínea con ayuda de las matemáticas. Eso es exactamente lo que un equipo de científicos de la Universidad Brown dirigido por G. E. Karniadakis y un grupo de expertos del Laboratorio Nacional estadounidense de Argonne están haciendo en la supercomputadora del laboratorio, con la esperanza de que un mejor mapeo conduzca a mejores diagnósticos y tratamientos para los pacientes con problemas de circulación sanguínea.

Aunque se ha recorrido un largo camino desde los antiguos griegos, quienes creían que el hígado producía la sangre, hay mucho que no sabemos de ella. Las supercomputadoras más modernas y potentes han permitido que los científicos creen modelos detallados del flujo sanguíneo que ayudan a los médicos a conocer mejor lo que sucede a escala molecular y, en consecuencia, cómo tratar más eficazmente enfermedades del corazón y la sangre.

Una parte del estudio consiste en mapear de modo muy detallado cómo se mueven los glóbulos rojos a través del cerebro.

Simulación de la circulación sanguínea. (Foto: ANL)

Los glóbulos rojos son blandos y elásticos; necesitan comprimirse y flexionarse al pasar a través de pequeños capilares, para llevar la sangre a todas las áreas del cerebro.

Sin embargo, las células infectadas por la malaria se endurecen y se adhieren a las paredes, lo que acaba taponando los vasos sanguíneos. Las víctimas mortales de la malaria mueren por falta de oxígeno en el tejido cerebral. Un conocimiento más completo de cómo se mueve la sangre a través del cerebro permitiría a los médicos conocer con mayor precisión el progreso de enfermedades que afectan de un modo u otro a su circulación.

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La Potente Acción Terapéutica de los Factores de Crecimiento Provenientes de Células Madre

26 de Noviembre de 2010. Una clase de factores de crecimiento que estimulan a las células madre de médula ósea a reparar tejido cardíaco y a revertir ciertos problemas cardiacos, ha sido identificada por un equipo de investigadores en el Centro para la Investigación en Medicina Cardiovascular de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York).


Este grupo de Techung Lee ya demostró anteriormente, por vez primera, que inyectar células madre mesenquimales dentro de músculo esquelético en un modelo animal duplicaba la producción de miocitos, un tipo de célula muscular cardíaca.

En el nuevo estudio del grupo, se han hecho hallazgos que aportan datos esclarecedores sobre cómo las células madre inyectadas pueden rejuvenecer al tejido receptor.

Conociendo al detalle las interacciones entre las células madre y el tejido receptor, y caracterizando a los factores de crecimiento derivados de las células madre, es posible preparar un cóctel de estos factores y usarlo para la reparación de tejidos, de manera bastante similar al uso de insulina para pacientes de diabetes.
Las células madre mesenquimales de médula ósea poseen una capacidad extraordinaria para producir una amplia gama de factores de crecimiento, muchos de los cuales aún no han sido caracterizados.

Estos factores de crecimiento parecen ser los responsables de la mayoría de las funciones terapéuticas beneficiosas observadas en los estudios clínicos y preclínicos.

Usando músculo esquelético como depósito para las células madre mesenquimales de médula ósea inyectadas, los investigadores han descubierto que los factores de crecimiento derivados de las células madre mesenquimales de médula ósea activan la producción de factores de crecimiento derivados de tejido muscular del receptor.

El grupo de Lee ha mostrado que la señal responsable de activar la reparación del tejido cardiaco parece provenir de al menos un grupo de factores derivados de las células madre mesenquimales de médula ósea pertenecientes a la familia de las citoquinas de tipo IL-6. Las citoquinas son pequeñas proteínas fabricadas por células que actúan sobre otras células para estimular o inhibir su funcionamiento.

Los efectos combinados de los factores de crecimiento de las células madre inyectadas y los factores de crecimiento producidos por los tejidos receptores promueven la reparación de los tejidos y la curación. Poder usar los factores en terapias hará más fácil reparar los tejidos del corazón.

Información adicional en:

• Scitech News

VACUNA EXPERIMENTAL CONTRA EL MAL DE ALZHEIMER

Neurología

Martes, 09 de Noviembre de 2010 09:51

Un equipo de investigadores en el Centro Médico del Sudoeste, dependiente de la Universidad de Texas, ha creado una vacuna experimental contra la beta-amiloide, la proteína que forma placas en el cerebro y que se cree que contribuye al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Foto: UTSMC En comparación con otras de las denominadas vacunas de ADN, que los investigadores del mencionado centro comprobaron en un estudio animal, la nueva vacuna experimental estimuló a una cantidad 10 veces superior de los anticuerpos que se adhieren a las beta-amiloides y las eliminan. El anticuerpo es específico; se adhiere a las placas en el cerebro. No se adhiere al tejido cerebral que no contiene placas. Hay razones para creer que este método podrá generar suficientes anticuerpos como para ser clínicamente útil en el tratamiento de los pacientes. En otras investigaciones, se ha demostrado que una vacuna tradicional (una inyección de las propias proteínas beta-amiloides en el brazo) provoca una respuesta inmunitaria, incluyendo la producción de anticuerpos y otras defensas corporales contra la beta-amiloide. Sin embargo, la respuesta inmunitaria a este tipo de vacuna algunas veces causa efectos secundarios significativos en el cerebro, así que el Dr. Roger Rosenberg, director del Centro para la Enfermedad de Alzheimer en el Centro Médico del Sudoeste, y sus colegas, decidieron descartar la vacuna tradicional y concentrarse en el desarrollo de una vacuna de ADN. La vacuna de ADN no contiene beta-amiloide propiamente, sino un fragmento del gen que codifica la proteína. El próximo paso en la investigación es comprobar la seguridad de la vacuna a largo plazo en animales, y si protege debidamente las funciones mentales en estos. "Después de siete años desarrollando esta vacuna, consideramos que no mostrará una toxicidad significativa, y que podremos desarrollar una para su uso en humanos", adelanta el Dr. Rosenberg. Scitech News

Autismo y genes

Los afectados por este trastorno tienen seis alteraciones genéticas comunes. Gautena valora el descubrimiento como «uno de los avances más importantes»

Científicos norteamericanos han encontrado seis alteraciones genéticas comunes en todos los individuos con autismo cuyos genomas han estudiado. El descubrimiento confirma la hipótesis del origen genético de este trastorno, apunta a que podría deberse a un fallo en la conectividad neuronal y acerca el momento en que se puedan administrar tratamientos más eficaces. Desde Gautena (asociación guipuzcoana de autismo) se valora como uno de los avances más importantes desde que en 1943 Leo Kanner describió el síndrome.

El genoma es el guión de la película del desarrollo de un organismo: programa cómo va a evolucionar a lo largo de su vida y está en cada una de sus células. Los de las personas con autismo presentan seis diferencias con respecto a los de la población sana, según el resultado de la investigación realizada por científicos del Departamento de Genética Humana de la Universidad de Miami y del Hospital Infantil de Filadelfia. Dichos expertos han localizado esas desviaciones en el cromosoma 5, lo que despeja definitivamente las incógnitas sobre el origen y la naturaleza de este cuadro clínico, puesto que las apreciadas en todos los estudios anteriores eran demasiado dispares como para causar una única patología.

Las alteraciones encontradas son del tipo que se conoce como polimorfismo, cuya presencia indica la predisposición a adquirir una determinada enfermedad y afectan a los genes cadherina 9 y cadherina 10, que están implicados en la adhesión celular de las neuronas. Este hallazgo coincide con las conclusiones de otros trabajos en los que se evidencia una reducida conectividad entre las células neuronales en los casos de autismo y sugiere que el trastorno podría originarse de la falta de vínculo estructural y funcional de determinadas regiones del cerebro: se trataría de un síndrome de desconexión neuronal.

Mejora de tratamientos

Desde Gautena, el doctor Ignacio Gallano, psiquiatra y responsable del equipo clínico de la asociación, valora la novedad como «uno de los avances más importantes habidos hasta la fecha. Transforma el autismo en una patología sobre la que se podrá incidir en cuanto se generalice la aplicación de los tratamientos genéticos y precisa el campo sobre el que hay que actuar».
Según este facultativo, las conclusiones de estos estudios cuentan con todos los avales: «desde la dimensión de la muestra estudiada, mucho más que suficiente para validar los resultados, hasta la coincidencia de éstos con los de otros trabajos sobre autismo, pasando por la autoría de dos de los genetistas que más éxito han tenido en el campo de las neurociencias: Margaret Pericak-Vance y Hakon Hakonarson».